Руководство по расчету статически неопределимых железобетонных конструкций

3. НЕРАЗРЕЗНЫЕ БАЛКИ И РАМЫ

3.1. При расчетах пространственная система каркаса здания расчленяется обычно на плоские поперечные и продольные рамы. В одноэтажных зданиях плоские поперечные рамы (рис.11, а) образуются из колонн и строительных конструкций, а продольные рамы (рис.11, б) - из колонн, плит покрытия, подстропильных конструкций связей (решетчатых и в виде распорок) и подкрановых балок. Аналогично расчленяется и каркас многоэтажного здания на поперечные рамы (рис.11, в), образуемые из колонн и ригелей, и продольные рамы (рис.11, г), образуемые из колонн, плит перекрытий и продольных ригелей и связей.

Рис.11. Схемы каркасов промзданий

а, б - одноэтажных; в, г - многоэтажных

Статический расчет рам правильнее всего производить на совместное действие всех нагрузок и воздействий по деформируемой схеме как нелинейно деформируемых систем с учетом непосредственного влияния продольного изгиба колонн, а также трещин и неупругих деформаций бетона на кривизну и соответственно жесткость элементов.

Однако такой расчет достаточно сложен; в большинстве случаев оказывается возможным с достаточной для практики точностью расчет рам производить упрощенными методами. Методика упрощенного расчета на все воздействия, за исключением вынужденных перемещений (типа температурных), хорошо известна (жесткость колонн принимается без учета трещин, влияние продольного изгиба и неупругих деформаций бетона учитывается коэффициентами и , рекомендуемыми строительными нормами и правилами).

В расчетной схеме рамы оси стержней принимаются совпадающими с геометрическими осями. При шарнирном сопряжении ригеля со стойкой участок ригеля (по вертикали по оси опирания) между его осью и низом принимается бесконечно жестким (рис.12, а). В случае опирания ригеля по площадке (т.е. при условном шарнире) считается, что шарнир расположен на расстоянии трети длины этой площадки от внутренней ее грани. Участки стержней в пределах жестких узлов учитываются в расчете с повышенной жесткостью; при отсутствии необходимых данных жесткость этих участков принимается равной бесконечности. Величина участка повышенной жесткости принимается по рис.12, б.

Рис.12. Конструктивные и расчетные схемы узлов рамы

а - конструктивная и расчетная схемы шарнирного узла; б - конструктивная и расчетная схемы жесткого узла; 1 - участок повышенной жесткости; 1 - расстояние от оси колонны до оси опирания ригеля; - высота ригеля; - ширина колонны; - высота вута; - вылет консоли

При расчете рам (когда это необходимо) по деформированной схеме, который может производиться любым методом статики упругих систем (методом сил, методом перемещений и т.д.) геометрическая нелинейность учитывается путем нахождения в основной системе соответствующего метода статики перемещений от единичных усилий или реакций от единичных перемещений по формулам продольно-поперечного изгиба, т.е. с учетом влияния прогибов стержней на моменты в них. При этом в стойках учитываются продольные силы от совместного действия всех внешних нагрузок; в ригелях наличие продольных сил можно не учитывать.

После раскрытия статической неопределимости усилия в стойках определяются также по формулам продольно-поперечного изгиба.

3.2. Расчет прочности разнопролетных второстепенных балок с равномерно распределенной нагрузкой рекомендуется производить следующим образом:

а) величины пролетных моментов в средних пролетах принимать по формуле

;                                                               (90)

б) величины опорных моментов на средних опорах принимать по формуле

;                                                                (91)

в) величины пролетных моментов в крайних пролетах принимать по формуле

;                                                               (92)

г) величины опорных моментов на вторых от конца опорах принимать по формуле

,                                                                (93)

где, как и в формулах (7) и (8),

- полная равномерно распределенная расчетная нагрузка;